机械精度设计与检测基础绪论
机械精度设计与检测基础
引言概述：机械精度设计与检测是在现代制造企业中非常重要的一个领域。
它关注机械零件和组件的准确性、精度和稳定性，对于确保机械产品性能和质量至关重要。
本文将介绍机械精度设计与检测的基础知识，包括机械精度的定义、设计原则以及常用的检测方法和工具。
在文章的正文部分，将详细阐述五个主要的大点，分别是：机械精度设计的基本原理、材料选择与加工工艺对机械精度的影响、机械精度的常见问题及其处理方法、机械精度的检测方法、机械精度设计与检测的应用案例。
通过对这些内容的介绍和分析，旨在帮助读者更好地理解和应用机械精度设计与检测的基础知识。
正文内容：一、机械精度设计的基本原理1.机械精度的定义和分类：介绍机械精度的基本定义，包括几何精度、尺寸精度和位置精度等的定义和区别。
2.机械精度设计的基本原则：介绍机械精度设计的基本原则，包括合理选择尺寸公差、合理安排零件间的配合关系、避免零件的累积误差等。
3.机械精度设计的数学模型：介绍机械精度设计中常用的数学模型，如误差传递模型、误差分析模型等，以及它们在机械精度设计中的应用。
二、材料选择与加工工艺对机械精度的影响1.材料选择对机械精度的影响：介绍不同材料对机械精度的影响，包括材料的热膨胀系数、弹性模量、硬度等对机械精度的影响。
2.加工工艺对机械精度的影响：介绍不同加工工艺对机械精度的影响，包括机加工、热处理、表面处理等工艺对机械精度的影响，并探讨如何选择合适的加工工艺来提高机械精度。
三、机械精度的常见问题及其处理方法1.机械精度误差的类型和来源：介绍机械精度误差的常见类型和来源，包括测量误差、几何误差、运动误差等，以及它们对机械性能的影响。
2.机械精度问题的分析与解决方法：介绍常见的机械精度问题分析方法，如误差分析、故障诊断等，以及针对不同问题的处理方法，如调整、修理、更换等。
四、机械精度的检测方法1.机械精度检测的基本原理：介绍机械精度检测的基本原理，包括测量原理、检测设备和仪器等。
互换性答案 机械精度设计及检测技术基础习题册答案
（1）30E7
由30e（6 0.040）可知，基本偏差为e轴的的es 0.040 － 0.0 5 3
则基本偏差为E的孔的EI -es＝ 0.040 由30r（7 ＋0.049）可知，IT 7 0.049 (0.028) 0.021
＋ 0.0 2 8
故30E7的极限偏差为30E（7 ＋0.0 ） 61 ＋ 0.0 4 0
《机械精度设计与检测技术基础》 习题讨论
— 胡爱兰
第一章 绪论
1-1 判断题 1.× 2.× 3 .× 4.√ 5. × 6.√ 7.√ 1-2 填空题 1.R5系列 、 R10系列 、 R20系列 、 R40系列 ；
5 10(1.60)、10 10(1.25)、20 10(1.12)、40 10(1.06)
（2）30R7
30e（6 0.040），30r（7 ＋0.049）, 30r（8 ＋0.061）
－0.053
＋0.028
＋0.028
需用特殊规则计算 IT 7 0.049 (0.028) 0.021 IT 6 0.040 (0.053) 0.013 IT 7 TT 6 0.008 ES ei 0.028 0.008 0.020 EI ES IT 7 0.020 0.021 0.041 30R（7 0.0 ） 20
Φ89.978 0
0 +0.011 +0.006 -0.022
0.039
0.030 0.011 0.022
专业课件，值得参考！
27
尺寸公差带图
孔 40 0.039 0
+39
＋ 0 －
轴600.041
0.011
＋
0
－
专业课件，值得参考！
几何量精度 第一章 绪论
2011-3-9
3
保证产品质量
几何量精度设计
保证加工精度
控制误差在允许范围内 是否在允许范围内 检测
• 加工误差：零件加工后
的实际值与理想值的差值。 的实际值与理想值的差值。
2011-3-9 4
优先数系是由十进等比数 列构成，其代号为R 列构成，其代号为 r
• 相应的公比代号为qr
•r的含义是在一个等比数列中， 的含义是在一个等比数列中， 相隔r项的末项与首项之比等于
10。 。
2011-3-9 5
综上所述
• 互换性是精度设计的目的； 互换性是精度设计的目的； • 标准化是精度设计的基础； 标准化是精度设计的基础； • 优化原则是精度设计的手段； 优化原则是精度设计的手段； • 检测是实现互换性的必要条件。
2011-3-9
6
参考书目
1.《机械精度设计与检测基础》 1.《机械精度设计与检测基础》 刘品等编 哈尔滨工业大学出版社 2004 2.《互换性与技术测量》 谢铁邦、 2.《互换性与技术测量》 谢铁邦、李柱等编 华中理工大学出版社 1998 3.《几何量精度设计与检测》 3.《几何量精度设计与检测》 阎荫棠编 机械工业出版社 1998 4.《互换性与测量技术基础》 4.《互换性与测量技术基础》 张 玉编 东北工业大学出版社 2001
2011-3-9 1
机械产品的设计过程
1．总体设计 ． 2． 2．结构设计 3．几何量精度设计 ．2011-3-9 Nhomakorabea2
产品质量
精度
形体的尺寸、 形体的尺寸、形状 和位置精度及表面 粗糙度。 粗糙度。即加工后 它们的实际值与设 计要求的理论值相 一致的程度。 一致的程度。
几何量精度：是指构成零件几何
机械精度设计与检测课后习题答案.ppt
答案: 根据表1.1 得 1.00, 1.25, 1.60, 2.00， 2.50, 3.15, 4.00, 5.00，6.30，8.00, 10.0，12.5, 16.0, 20.0 ，25.0, 31.5，40.0, 50.0，63.0, 80.0, 100。
2
第1章 绪 论
作 业 题 答 案(P8)
1. 按优先数的基本系列确定优先数： （1）第一个数为10，按R5系列确定后五项优先数。
答案: 根据表1.1得 (10.0),16.0，25.0, 40.0, 63.0，100。
（2）第一个数为100，按R10/3系列确定后三项优先数。 答案: 根据表1.1得 (100), 200，400, 800。
（或极限过盈）平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画
出尺寸公差带图,并说明其配合类别。 10
答案:
机械精度设计与检测基础
作业尔滨工业大学出版社
1
目
录
第 1 章 绪 论 作 业 题 答 案-----------------------------------------（3） 第 2 章 测 量 技 术 基 础 作 业 题 答 案 ------------------------（5） 第 3 章 孔轴结合尺寸精度设计与检测 作 业 题 答 案 ----------（9） 第4章 几何精度精度设计与检测 作 业 题 答 案 ----------（26） 第5章 表面粗糙度轮廓设计与检测 作 业 题 答 案------------（39）
（ 6） 算术平均值 的 0极 .01。 限 x81误 .0 43差 4 0.01。 8 xlim 2. 用两种测量方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件， 其测量绝对误差分别为8μm和7μm,试问此两种测量方法 3. 哪种测量方法精度高？为什么?
机械精度设计与检测技术基础
城市工程125产 城机械精度设计与检测技术基础金岩摘要：机械加工精度直接影响机械产品的质量性能和使用寿命。
在机械加工过程中，由于各方面因素的影响会使得加工出现误差，例如工件和刀具位置偏移等问题，都会导致生产出的产品带有误差。
只有实际加工的零件参数能够和规定参数相同，才能判定该零件符合标准。
为保证机械加工企业的长足发展，需要提高机械加工的精度，尽量减少误差，从而提高零件的合格率，提高生产效率。
关键词：机械；精度设计；检测技术1 机械精度设计的基本原则1.1 互换性原则遵循互换性原则，不仅能有效保证产品质量，而且能提高劳动生产率，降低制造成本。
1.2 经济性原则经济性原则主要考虑工艺性、合理的精度要求、合理选择材料、合理的调整环节以及提高工作寿命等。
1.3 标准化原则标准化是实现互换性生产的前提，大量采用标准化、通用化的零部件、元器件和构件，以提高产品互换性程度。
1.4 精度匹配原则在对机械总体进行精度分析的基础上，根据机械或位置中各部分各环节对机械精度影响程度的不同，分别对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，并保证相互衔接和适应，这就是精度匹配原则。
1.5 最优化原则通过确定各组成部分零部件精度之间的最佳协调，达到特定条件下机电产品的整体精度优化。
最优化原则已经在产品结构设计、制造等各方面广泛应用，最优化设计已经成为机电产品和系统设计的基本要求。
在几何量精度设计中，最优化原则主要体现在公差优化、数值优化和优先选用等方面。
互换性原则体现精度设计的目的，经济性原则是精度设计的目标，标准化原则是精度设计的基础，精度匹配原则和最优化原则是精度设计的手段。
2 机械精度设计的方法2.1 类比法类比法就是与经过实际使用证明合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。
采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造技术的发展、市场供求信息等多种因素。
机械精度设计与检测
机械精度设计与检测简介机械精度设计与检测是现代工程中非常重要的一个领域。
机械精度设计是指在机械结构设计中考虑到各种因素，以确保机械结构的准确性和稳定性。
而机械精度检测则是通过一系列的测量和分析技术，对机械结构的精度进行评估和验证。
本文将介绍机械精度设计与检测的基本原理、常用方法以及其在实际应用中的重要性。
机械精度设计原理机械精度设计的核心原理是要在设计阶段充分考虑到所有可能影响机械结构精度的因素，并在设计中采取相应的措施来降低这些影响。
常见的影响机械精度的因素包括材料的热胀冷缩、机械结构的变形、装配误差等。
在机械精度设计中，设计师需要根据具体的应用需求和工作环境，选择合适的材料、加工工艺以及结构形式，以尽可能地减小这些影响因素。
在机械精度设计中，常用的设计原理包括：1. 材料选择和热处理材料的选择对机械结构的精度有着重要的影响。
不同的材料具有不同的热胀冷缩系数和机械性能。
在设计中，设计师需要根据工作条件选择合适的材料，并对材料进行热处理，以降低材料的热胀冷缩对机械结构精度的影响。
2. 结构形式和装配方式机械结构的结构形式和装配方式对其精度有着直接的影响。
合理的结构设计可以减小外界因素对机械结构精度的影响。
在设计中，设计师需要充分考虑结构的稳定性和刚度，并选择合适的装配方式，以提高机械结构的精度。
3. 加工工艺和精度控制机械精度的控制还需要依靠合理的加工工艺和精度控制手段。
加工工艺的选择和控制对机械结构的精度有着直接的影响。
在设计中，设计师需要根据具体的加工要求选择合适的加工工艺，并采取相应的精度控制措施，以确保机械结构的精度。
机械精度检测方法机械精度检测是通过一系列的测量和分析技术，对机械结构的精度进行评估和验证。
常用的机械精度检测方法包括：1. 平面度检测平面度检测是对机械结构表面平面度的测量和评估。
常用的平面度检测手段包括投影仪测量、激光光栅测量等。
2. 直线度检测直线度检测是对机械结构直线度的测量和评估。
机械精度设计课后习题答案
4. 若已知某零件的公称尺寸为¢50mm,试用计算法确定IT7和 IT8D的标准公差值，并按优先数系插入法求IT7.5、IT8.5 和 IT7.25、IT8.25D 公称值。
答 案 : IT7=25μm,IT8=39 μm(D=38.73mm,i=1.56 μm);
IT7.5=31μm,IT8.5=49 μm, IT7.25=23μm, IT8.25=44μm。
图2.17 作业题3图
答 案 :
L 80.045 0.032
7
4. 如图2.9所示的零件，用弓高弦长法处理法测量某一圆弧半 径R,得到弓高、弦长值和精度分别为：
s 50 0.06 , h 10 0.005
试求 R 值及其测量精度。
答 案 : 参照例2.3可解得
图 2.9 间及测量法
第6章 第8章
第9章 第10章 第11章 第12章
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 作 业 题 答 案---------------（45） 键、花键结合的精度设计与检测 作 业 题 答 案-----------------（49）
螺纹结合的精度设计与检测 作 业 题 答 案 -----------------------（54） 圆柱齿轮精度设计与检测作 业 题 答 案 ---------------------------（59） 尺寸链的精度设计基础作 业 题 答 案 -------------------------------（71） 机械零件的精度设计作 业 题 答 案 --------------------- -------------（79）
H6 7. 已知 50 r5
0.016 0.045 0 0.034
机械精度设计与检测技术基础
机械精度设计与检测技术基础作者:---------------- 日期：一、液压部分（一）选择1. 液压油的粘度（2 ）（1）随压力的增大而增大，随温度的增大而增大；（ 2 ）随压力的增大而增大，随温度的增大而减少；（3）随压力的增大而减少，随温度的增大而增大；（4）随压力的增大而减少，随温度的增大而减少。
2. 液压系统的工作压力取决于（3 ）（1）液压泵的额定压力；（2）溢流阀的调定压力；3）系统的负载；4）液压油的粘度3. 冲击气缸的工作特点是（2 ）（1）动能大，行程长；（2）动能大，行程短；（3）动能小，行程长；（4）动能小，行程短.。
4. 溢流阀起到安全作用的回路是（1 ）（1）进口节流调速回路；（2）出口节流调速回路；（3）旁路节流调速回路；（4）进出口同时节流调速回路。
5. 通过调速阀的流量（2 ）（1）只取决于开口面积大小，而与负载无关；（2）只取决于开口负载大小，而与开口面积无关；（3）与开口面积和负载大小均有关；（4）与开口面积和负载大小均无关。
6 、液压泵的理论流量（1 ）（1）取决于结构参数及转速、而与压力无关（2）取决于结构参数、转速及压力。
（3） 取决于结构参数及压力、而与转速无关 （4） 取决于压力及转速、而与结构参数无关 7、气压传动的突出特点是（2 ）（1）反应快，动作稳定性好； （3）反应慢，动作稳定性好；10 .差动连接回路是：（1 ）11 .伯努利方程反应的是：（3 ）（1）质量守恒；（2）动量守恒；（3）能量守恒；（4）能量矩守恒12.用来区分光滑金属园管层流，紊流的临界雷诺数是：（4 ）(1) 3 2 2 0 ； ( 2 ) 2 2 3 0 ； (3) 2 0 2 3 ； (4) 2 3 2 0。
8、图示气路为 （1 ） (1)“与门”气路； (2)“或门”气路； (3) “或非”气路; (4)“与非”气路。
(a 、9、图示图形符号为（2 ） （1 ）溢流阀； （2 ）减压阀; （3 ）顺序阀； （4）平衡阀（2）反应快，动作稳定性差;（1）增速回路，负载能力小 （2）减速回路，负载能力小； （3）增速回路，负载能力大（4）减速回路，负载能力大（二）填空1•液压系统单位重量的输出功率高，可以实现大范围调速。
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20
p = 3 , 由表1.1可得下表。
R10
1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.0
R10/3（1.00…） 1.00
2.00
4.00
8.00
R10/3（1.25…）
1.25
2.50
5.00
10.0
R10/3（1.60…）
1.60
1
第1章 绪 论
2
内容提要
1. 互换性的含义，以及在设计、制造和使用中 所起的作用；
2. 互换性的分类； 3. 标准化在工业生产中的作用； 4. 优先数系的形成和作用； 5. 检测技术发展的概况 。
第1章 绪 论
3
1.1 互换性的概念 1.1.1互换性的含义 1.互换性 的定义 互换性 是指在同一规格的一批零、部件中任
(4)代号：
19
系列无限定范围 时:
Rr 如 R10、R20….
Rr/p 如R10/3… 系列有限定范围 时，应注明界限值 : 如 R 10(…40)， 如 R10(16…)，
R10(16…40) ， R10/3(16…) …。
下面举例说明什么是 派生系列。
例如R10/3，公比为 q10/3=103/10≈ 2，
1940年 1.5μm →1950年 0.2μm
→1960年 0.1μm →1969年 0.01μm
1.4 本课程的特点和任务
26
1.4.1 本课程的特点和学习方法 (前面已讲）
1.定义： 为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在
的问题制定共同的和重复使用的规则的 活动。
是制定、修订、贯彻标准，促进国民经济全面发展 的全过程，是实现互换性的基础
动态发展过程
13
2.技术标准：
技术标准是指以生产实践和科学实验为基础，
由有关方面协调制定，并经一定程序批准后， 在一定范围内具有约束力的 法规。
取一件， 在装配时 不需经过任何 选择 、修配 或调整，
就能装配在整机上。
并能满足使用性能要求的特性。 从定义可见，广义互换性可分为： （1）几何参数互换性 ， （2）功能互换性 。
物理— 硬度，弹性等；
4
功能互换： 机械— 强度，刚度等；
质量— 可靠性，维修性， 安全性等。
几何参数 互换
尺 寸 精 度（尺寸公差）
合格条件：f ? T
1.1.2 互换性的分类
9
1. 按互换性
完全 互换
含义 实现 应用
程度分
不完全 互换
含义 实现
应用
2. 按标准零部
外互换 ( 厂外互换D、d)
10
件和机构分
内互换 ( 厂内互换D' 、d' )
例如 滚动轴承— 标准部件
1.1.3 互换性在机械制造中的作用
11
1.从使用方面看：
派生系列特点 :
22
即项值和公比与基本系列有什么关系（见下表）？
项值为Rr 中项的值。 公比不是 Rr 的公比，而是 Rr/p 的公比,即
qr/p =qr p ( 公比扩大了 )
R10
1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.0
R10/3（1.00…） 1.00
3.15
6.30
2005)
练习：根据表 1-1写出1~10的R5/2 和 10~100的R10/3 的优选数。
21
2005)
解：（ 1）R5/2(1.00 、、、） = 1.00, 2.50, 6.30 。 R5/2(1.60 、、、）= 1.60, 4.00, 10.00 。
(2) R10/3(10.0 ，、、、， 100） = 10.0, 20.0, 40.0, 80.0 。
2.00
4.00
8.00
R10/3（1.25…）
1.25
2.50
5.00
10.0
R10/3（1.60…）
1.60
3.15
6.30
2.优先数 按近似程度分 (见 表1.1)
理论值(按 理论公比计算所得的项值) 23 计算值（代替理论值 ） 常用值 （即优选数） 化整值
2005)
3.优先数系的应用
24
17
2005)
由表可见： R5 中间插入一个数 →R10······
（2）优先数系的种类
18
基本系列 R5 、R10、R20 、R40
补充系列 R80
变形系列 例如派生系列 Rr/p 等
（3）派生系列 ① 是指在Rr系列中每p项取一值形成的
等比系列。
用代号Rr/p 表示。 ②公比为 ：
qr / p ? qrp ? (r 10)p ? 10 p/r
3.技术标准分类：
14
国际标准
ISO: 标准化组织
IEC ：电工委员会 ITU：电信联盟
按应用 范围分
国家标准
GB ，GB/T，GB/Z GJB
省市部标准 （专业标准）
标准化指导 性技术文件
企业标准
1.2.2 优先数系和优先数—GB/T321 －2005 15
1.优先数系 — 十进几何级数 （1）定义：
节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持
久性，提高了机器的使用寿命。
2.从制造方面看： 便于实现自动化流水线生产、装配，减轻劳
动量。
3.从设计方面看：
大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简 化设计程序和缩短设计周期。
1.2 标准化与优先数系
12
1.2.1 标准化
标准化是互换性生产的基础 ，没有标准化 就没有互换性。
优先数系的应用顺序为：
R5 → R10 → R20 → R40 → R80 → Rr/p（尽量采用含有 1的）
先疏后密原则
1.3 检测技术的发展
25
检测技术是实现互换性生产的重要手段，它
们是相互依存，又相互促进 。
根据国际计量大会的统计，机械零件加工的
精度大约 每十年提高一个数量级 ，这是由于检
测技术不断发展的缘故。
几 何 精 度（形状、方向、 位置和跳动公差）
微 观 轮 廓（表面粗糙度）
本课程只研究几何参数的互换性， 即机械精度设计。
5
6
(3) 微观轮廓精度
7 R
怎样保证几何参数有互换性？
8
2. 公差的含义：
公差是指允许几何量变化的范围 。
公差：T ? Amax ? Amin
误差：f ? Aa max ? Aa min
由公比为5 10、10 10、20 10、40 10和80 10 ，
且项值中含有10的整数幂的理论等比数列 导出的一组近似等比数列。
各数列用 R5、R10、R20、R40和 R80表示。
各个系列的公比为：
16
各公比之间关系为：
q5 ? 5 10 ? q120 ? (10 10 )2
? ? 1
1
即 q10 ? 10 10 ? q52 ? 5 10 2